JPS63189915A

JPS63189915A - グロ−プラグ温度制御装置

Info

Publication number: JPS63189915A
Application number: JP2051787A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Yamano; 山野　真市
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1987-02-02
Filing date: 1987-02-02
Publication date: 1988-08-05
Anticipated expiration: 2012-12-10
Also published as: JP2690079B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はディーゼルエンジンに用いられるグロープラグ
の温度制御装置に関する。

〔従来の技術〕

ディーゼルエンジンの冷間始動時には、エンジン始動性
を良くするため、グロープラグが使用される。このとき
、グロープラグに長時間連続的に通電すると、グミ−プ
ラグは過熱し、破壊する。

このため、グロープラグの使用に当ってはその温度制御
が必要である。

そこで、その構成を第５図て示す温度制御装置が従来よ
シ提案されている。この従来装置においては、温度検出
回路５５は、グロープラグ５２の温度を検出し、検出し
た値が予め設定されている上限値に達するとタイ￥５６
に制御信号を出力する。タイマ５６は、この制御信号を
入力すると、予め設定されている一定時間だけリレー５
３′ｔ−オフさせ、バッテリ５１からグロープラグ５２
への給電を停止させる。そして、その一定時間が経過す
ると、タイマ５６は、再びリレー５３１ｆｔオンさせ、
グロープラグ５２への給電を再開させる。なお、温度検
出回路５５は、カレントセンサ５４を介してグロープラ
グ５ｚの抵抗値を検出し、その温度−抵抗特性よりグロ
ープラグ５２の温度を求める。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記従来ｌ！萱の場合、グロープラグへの給
電停止時間が一定であるため、第６図に示すように、例
えば外気温の影響により、グロープラグが冷えやすい状
態にあるときにはその最低温度が低くなる（領域Ｉ）一
方、冷えにくい状態にあるときには最低温度が高くなる
（領域■）という問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、グロープ
ラグの最高温度のみならず、最低温度の制御精度をも向
上させ几温度制御装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明によれば、第１図に示
すよう罠、バッテリ１から給電されるグロープラグ２の
温度を制御する装置であって、該バッテリ１と該グロー
プラグ２との間の給電路をオン・オフするスイッチング
手段Ａと、該グロープラグ２の温度全検出する温度検出
手段８と、該温度検出手段Ｂによって検出された該グロ
ープラグ２の検出温度値が所定の上限温度値未満の間、
該スイッチング手段Ａ’１オンすると共にそのオン時間
を計時し、そして、該検出温度値が該所定上限温度値に
到達すると、計時したオン時間に基づいてオフ時間を演
算し、演算したオフ時間だけ該スイッチング手段Ａをオ
フする制御手段Ｃとを具備するグロープラグ温度制御装
置が提供される。

〔作用〕

グロープラグ２が冷えやすい場合には、すなわち放熱が
良いときにはスイッチング手段Ａがオンしてから゛グロ
ープラグ２が上限温度値に達するまでの時間は長くなシ
、冷えにくい場合には短くなる。従って、制御手段Ｃが
、スイッチング手段Ａのオン時間に基づいてオフ時間を
演算し、演算したオフ時間だけスイッチング手段Ａｉオ
フすることにより、グロープラグ２の最低温度の制御精
度を向上させることが可能になる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す全体構成図である。図
中、１はバッテリ、２はグロープラグを示し、これらの
間には、第１図におけるスイッチング手段Ａとしてのリ
レー３、及びカレントセンサ４が介装されている０本実
施例においては、４本のグミ−プラグ２が並列に接続さ
れている。なお、グロープラグ２の抵抗値は正の温度特
性を有する０５はコンミ４レータを示シ、このコンパレータ５の反転
入力端子と、リレー３及びカレントセンサ４の接続点と
の間には抵抗６が介装されておシ、また、この反転入力
端子は抵抗７を介して接地されてｈる。他方、コン・母
レータ５の非反転入力端子と、カレントセンサ４及びグ
ロープラグ２の接続点との間には抵抗８が介装されてお
り、また、この非反転入力端子は抵抗９を介して接地さ
れている。そして、コンミ４レータ５の出力信号は制御
回路１０の入力インタフェース１０２に供給される。な
お、カレントセンサ４、コンノＪ？レータ５及び抵抗６
〜９が第１図における温度検出手段Ｂに対応する。

制御回路１０は、例えばマイクロコンビ、−タとして構
成され、グロープラグ２の印加電圧信号を供給されるＡ
／Ｄ変換器１０１、上述の入力インタフェース１０２、
ＣＰＵ１０３、ＲＯＭ　１０４、ＲＡＭ１０５及び出力
インタフェース１０６が設けられておシ、これらはパス
１０７で接続されている。ｃｐｔｒｘｏ３は、ＲＯＭ１
０４の所定領域に格納されているデミグラムに従りて、
後述する温度制御ルーチンを実行する。

１１は駆動回路を示し、この駆動回路１１は、制御回路
１０の出力インタフェース１０６から供給される制御信
号に従って、リレー３のコイルに励磁電流を供給する。

なお、制御回路１０及び駆動回路１１が第１図における
制御手段Ｃに対応する。

以下、上記構成の動作について説明する。

ここで、グロープラグ２、カレントセンサ４、抵抗６、
抵抗７、抵抗８及び抵抗９の抵抗値をそれぞれＲ，、、
Ｒｓ、　Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８，及びＲ９とする。

なお、抵抗値Ｒ６、Ｒ２、Ｒ８及びＲ９のそれぞれは、
抵抗値ＲＧＰあるいはＲ８よシも十分大きい値に設定さ
れている。また、第２図中に示すように、リレー３とカ
レントセンサ４との接続点の電位及びカレントセンサ４
とグロープラグ２との接続点の電位をそれぞれＶ、及び
ｖｌ−■１１　（”ｖＯＦ　）とし、カレントセンサ４
を流れる電流をｌとする。

まず、コン／９レータ５の動作について説明する。

今、コンパレータ５の反転入力端子に印加されている電
圧と非反転入力端子に印加されている電圧とが等しいと
すると１次式（１）が成シ立っ。

ここで、ａ　＝　Ｒ，／（Ｒ６＋Ｒ，）　＃　ｂ　＝　
Ｒ，／（Ｒ８＋Ｒ，）とすると、上式（１）は１・ｖＢ＝ｂ・（ｖ、−ｖ８）・・・（２）となる、ま
た。

であるので、上式（３）及び（４）　Ｔｈ　（２）式に
代入して整理すると次式（５）が得られる。

ところで、グロープラグ２の抵抗値は正の温度係数を有
しており、その抵抗値ＲＯＦからグロープラグ２の温度
を求めることができる。従って、コン・ぐレータ５の入
力端子のそれぞれに印加されている電圧が等しいときは
、グミ−プラグ２の温度は、（５）式より、４（ｂ−ａ
）・Ｒｇ／ａＫ対応する抵抗値の温度となる。従って、
（５）式に基づいて、Ｒｏｐがグロープラグ２の制御上
限温度値に対応する濾になるようにＲ８，Ｒ６−Ｒ９を
選択することにより、コン／９レータの出力信号レベル
からグロープラグ２が上限値に達したか否かを検出する
ことができる。すなわち、グロープラグ２の温度が上限
値未満の場合にはコンｉやレータ５の出力信号は°Ｌ″
レベルであシ、上限値に到達すると°Ｈ″レベルに反転
する。

以下余白次に、第３図に示すフローチャートを用いて上記制御回
路ｌＯの動作を説明する。

第３図は温度制御ルーチンを示すフローチャートであシ
、このルーチンは５０ミリ秒毎に実行される。

まず、ステップ３０１において、リレー３がオフ状態で
あることを示すオフフラグＦ２が１′″に設定されてい
るか否かを判別する。本プログラムの起動時にはオフ７
ラグＦ２は１ｏ”に設定されているので、ステップ３０
１の判別結果は否定（Ｎｏ）になシ、ステップ３０２に
進む。

ステップ３０２においては、リレー３がオン状態である
ことを示すオンフラグＦ１が１１″に設定されているか
否かを判別するが、上記オフ７ラグＦ２と同様、本プロ
グラムの起動時にはオンフラグＦ、は＠０”になるので
１判別結果は否定になシ、ステラｆ３０３に進む。

ステンｆ３０３においては、上記オンフラグＦ。

Ｔｈ”ｌ”に設定し、ステップ３０４Ｋｉみ、　ＣＰＵ
１０３内の内部アップカウンタのカウント値Ｃ４を「０
」にリセットし、ステップ３０５において。

ＣＰＵ１０３はパス１０７及び出力インタフェース１０
６を介して駆動回路１１にオン信号を出力する。そして
、このオン信号に基づき、駆動回路１１はリレー３のコ
イルに励磁電流を供給するので、リレー３はオンし、バ
ッテリ１からのグロープラグ２への給電が開始される。

次に、ステップ３０６において、カウント値Ｃ１を「１
」だけインクリメントし、ステップ３０７において、グ
ロープラグ２の印加電圧ｖ、Ｐを読み込み、ステップ３
０８に進む。

ステップ３０８においては、コン１４レータ５の出力信
号が＠Ｈ″レベルであるか否がが判別され。

判別結果が否定の場合、すなわちコン１４レータ５の出
力信号が＠Ｌ″レベルのときはグロープラグ２の温度が
上限値に達していないと判断し、リターンする。

次に１本プログラム起動後の２回目のルーチンが開始さ
れると、オフフラグＦ２ｔ−１＠０”のままであるので
、ステップ３０１の判別結果は否定であシ、ステップ３
０２に進む。

ステラｆ３０２においては、オンフラグＦ１が＠１”か
否かが判別されるが、オンフラグＦ、は前回ルーチンで
＠１”に設定されているので１判別結果は肯定（ＹＥＳ
　）になシ、ステップ３０６において、カウント値Ｃ１
を「１」だけインクリメントし、ステップ３０７におい
て、電圧ｖＧＰの値を更新し、ステップ３０８に進む。

ステラ７’３０８においては、再びコンパレータ５の出
力信号が”Ｈ”レベルであるか否かが判別され１判別結
果が否定の場合には再びリターンし。

オン信号の出力を継続すると同時に、その継続時間すな
わちオン時間Ｔ。Ｎをカウント値Ｃ１を介して計時する
。

他方、ステップ３０８の判別結果が肯定の場合には、グ
ロープラグ２の温度が上限値に達したと判断し、ステッ
プ３０９において、オン信号の出力を′停止する。この
結果、駆動回路１１は励磁電流の供給を停止するので、
リレー３はオフし、グロープラグ２への給電が停止され
る。

次に、ステップ３１０において、オンフラグＦ。

に＠０”を設定し、ステップ３１１において、オフ７ラ
グＦ２に＠１′″を設定し、ステップ３１２に進む。

ステップ３１２においては、カウント値Ｃ１を介して計
時されたオン時間Ｔ。Ｎに基づき、リレー３のオフ時間
Ｔ。、Ｆすなわちグロープラグ２への給電の停止時間を
演算する。

ここで、オン時間Ｔ。Ｎとオフ時間Ｔ。、２との関係に
ついて説明する。

今、グロープラグ２の放熱に使用されるエネルギーをＰ
′、グロープラグ２に印加されるエネルギーをＰとする
と、グロープラグ２を一定温度上昇させるためには次式
（６）が成立する。

ＴｏＮＸ　（Ｐ−Ｐ’）　＝　Ｋ　　　　　　−曲−（
６）ここで、にはディーゼルエンジンとグロープラグ２
とによって決まる定数である。

また、ＴＯＦＦの間に’　ＴＯＮ時に上昇した温度と同
じ一定温度を下降させるためには次式（７）が成立する
。

ＴＯ，、Ｘ　Ｐ’　＝に＝ＴｏＮＸ　（Ｐ−Ｐ’）　・
−・−・（７）夏に、グロープラグ２の印加電圧はｖ、
Ｐであるので次式（８）が成立する。

Ｐ＝αｘｖ、、’　　　　　　　　　　　・・・曲・・
（８）ここで、αはグロープラグ２によって決まる定数
である。

従って、一定の温度範囲で制御されているときには、オ
フ時間Ｔ。、Ｆとオン時間Ｔ。Ｎとの関係は次式（９）
によって表される。

ここで、定数Ｋ及びαは予め実験によって求めておくこ
とができるので、オン時間Ｔ。Ｎと印加電圧ｖ６Ｆとを
測定し、それらの測定値を（９）式に代入して求めたオ
フ時間Ｔ。ＦＦだけグロープラグ２への給電を停止する
ことにより、グロープラグ２の最低温度を上限値から一
定温度だけ低い上限値に制御することが可能になる。そ
して、ステップ３１２においては、今回ルーチンのステ
ップ３０６におけるカウント値Ｃ５すなわちオン時間Ｔ
。Ｎとステップ３０７において読み込んだ印加電圧値Ｖ
。Ｐとで（９）式を演算してオフ時間Ｔ。□を求め、ス
テラｆ３１３に進む。

ステップ３１３においては、ステップ３１２で求めたオ
フ時間Ｔ。□に対応するカウント値Ｃ２をＣＰＵ１０３
内の内部ダウンカウンタにセットし、ステップ３１４に
進む。

ステップ３１４においては、カウント値Ｃ２を「１」だ
けデクリメントし、ステップ３１５において、カウント
値Ｃ２が「Ｏ」か否かが判別される。

そして、ステップ３１５０判別結果が否定の場合。

すなわちカウント値Ｃ２が「０」でなければリターンし
、オン信号の出力停止を継続する。そして。

次回のルーチンでは、今回ルーチンでオフフラグＦ２に
“１“を設定し九ので、ステップ３０１の判別結果は肯
定になり、ステップ３１４に進む。以下、カウント値Ｃ
２がｒＯＪになるまでオフ信号の出力停止を継続する。

そして、ステップ３１５０判別結果が肯定になると、す
なわちカウント値Ｃ２がｒＯＪになるとステラｆ３１６
においてオフフラグＦ２に「０」を設定し、ステップ３
０１にリターンする。

以下、上述した動作を繰シ返す。

第４図に１本発明装ｋＫおける。リレー３のオン・オフ
時間とグロープラグ２の温度との関係を示す。同図から
理解されるように、リレー３のオン時間Ｔ。Ｎが長いと
きはオフ時間Ｔ。２．は短くなり、オン時間Ｔ。Ｎが短
いときはオフ時間Ｔ。Ｆ２は長くなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によｎば、グロープラグへ
の給電時間に応じて給電停止時間を設定するようＫした
ので、グロープラグの最高温度のみならず、最低温度の
制御精度も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１圀は本発明のブロック構成図、第２図は本発明の一実施例を示す図。第３図は温度制御ルーチンを示すフローチャート。第４図はリレーのオン・オフ時間とグロープラグの温度
との関係を示す図。第５１５！Ｊは従来例を示す図、及び第６歯は従来例におけるリレーのオン・オフ時間とグロ
ープラグの温度との関係を示す図である。１・・・バッテリ、２・・・グロープラグ、３・・・リ
レー。４・・・カレントセンサ、５・・・フンパレータ、１０
・・・制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１．　バッテリから給電されるグロープラグの温度を制
御する装置であって、該バッテリと該グロープラグとの間の給電路をオン・オ
フするスイッチング手段と、該グロープラグの温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段によって検出された該グロープラグの検
出温度値が所定の上限温度値未満の間、該スイッチング
手段をオンすると共にそのオン時間を計時し、そして、
該検出温度値が該所定上限温度値に到達すると、計時し
たオン時間に基づいてオフ時間を演算し、演算したオフ
時間だけ該スイッチング手段をオフする制御手段と、を具備するグロープラグ温度制御装置。